安全生产是煤矿安全的一个永恒话题,其中安全运输又是安全生产中的一个重要组成部分。目前,我国绝大多数矿井的辅助运输仍然采用轨道运输,轨道安全运输领域多是采用智能传感器,如使用轨道电路探测仪和压力传感器等手段定点的对机车本身状况进行检测,不能有效的防止机车追尾事故与机车撞人事故发生。运输事故呈不断上升的趋势,轨道安全运输面临严峻的考验。针对此问题,本论文设计了一种安装在机车前端的预警装置,利用单目摄像机采集前方路况信息,通过图像处理技术识别机车与矿工,并进行主动测距,如判断目标距离小于警戒值则报警,减少矿井下运输事故。论文采用嵌入式处理器与视频编码芯片构建了矿井下防撞预警系统硬件平台,利用嵌入式处理器负责图像数据处理与预警机制的实现,视频编码芯片实现视频数据采集与编码。本文的防撞预警算法设计主要包括以下内容:①采用灰度拉伸与中值滤波两个图像预处理步骤实现图像去噪、灰度增强。②提出了矿井下轨道形状属性检测算法,弯道区域是运输事故最容易发生的地方,因此轨道属性检测就尤为重要,由于轨道在灰度图像中的特征明显,在阈值分割后根据轨道形状确定轨道底端起始点,利用轨道区域上其它点与起始点间的斜率变化趋势判断轨道是否为弯道,并提出来一种快速直线检测算法,设计了过已知点且限制斜率的Hough变换直线检测算法;③研究了矿井下目标物识别算法,目标物识别分为正向前方机车与反向前方机车的识别、正向行走矿工与反向行走矿工识别,利用特征参数提取的方法识别目标,论文主要选择圆形度与面积参数计算识别矿灯灯光。④提出来基于轨间距的测距模型,预警决策的依据是机车前方目标物与本机车之间的距离,因此就需要对目标物进行测距,根据轨道间距为定值以及实验数据拟合得到测距公式,根据目标物低端所在像素行的轨道间距确定实际距离值。⑤制定矿井下防撞预警决策,根据测距值、机车行驶速度与制动时间设计了三级防撞预警级别。论文中的算法均已在硬件平台上得到了验证,程序运行情况表明整套系统能够满足实时防撞预警需求,从而有效地减少了机车运输事故发生,在论文的最后提出了本设计的不足和待解决的问题。